111122952X_Geokrant 58 05-09-2005 08:24 Pagina 6
6
LESBRIEF
DELFSTOFFEN IN NEDERLAND
Docentenhandleiding
Niveau Deze lesbrief is bedoeld voor leerlingen van de bovenbouw van het
Inhoud
vmbo-bkgt en sluit aan bij het onderwerp Omgaan met natuurlijke
In Nederland worden op dit moment aardgas, aardolie en steen-
hulpbronnen. Uitgegaan wordt van het gebruik van de Grote
zout vanuit grote diepte omhoog gehaald. Daarnaast worden er
Bosatlas (52e druk).
zogenaamde oppervlaktedelfstoffen, zoals kalksteen, zand, grind
De lesbrief kunt u kopiëren voor gebruik in de klas. De lesbrief is
en klei gewonnen. Tot 1975 werd er in de mijnen in Limburg steen-
ook toegankelijk op de website van De Geo: www.degeo-online.nl.
kool gewonnen. Deze lesbrief besteedt aandacht aan waar, wan-
Op die manier kunnen leerlingen de kleurenversie gebruiken.
neer en hoe delfstoffen zijn ontstaan en wat het nut van deze stof-
De antwoorden kunt u vinden op het docentendeel van de site.
fen is in ons dagelijks leven.
Leerlingenmateriaal
Opdracht 2 Welke delfstof staat niet in tabel 1 maar wordt wel veel gebruikt bij
Inleiding
onder andere de aanleg van snelwegen?
Deze lesbrief gaat over delfstoffen in Nederland. Het onderwerp sluit aan bij het onderwerp Omgaan met natuurlijke hulpbronnen.
Opdracht 3
Bij de eerste opdracht ontdek je welke delfstoffen er in Nederland
Lees tekst 2 en leg het verschil uit tussen de technische, economi-
gewonnen worden. Vervolgens leer je van al deze stoffen wanneer
sche en sociale winbaarheid van delfstoffen.
en hoe ze ontstaan zijn, en wat het nut is in ons dagelijks leven.
. Tekst 2
Veel succes!
Delfstoffen zijn voor de mens nuttige stoffen die in de aardkorst voorkomen. De techniek voor de winning van delfstoffen Het doel van deze lesbrief is dat je:
ontwikkelt zich steeds verder. Seismisch onderzoek maakt het
• de verschillende soorten en voorraden delfstoffen in
mogelijk om met kunstmatig opgewekte trillingen de onder-
Nederland kunt beschrijven en lokaliseren;
grond vrij nauwkeurig te onderzoeken. Zo kan onderzocht wor-
• kunt verklaren hoe deze delfstoffen zijn ontstaan;
den hoe waarschijnlijk het is dat er delfstoffen in de bodem zit-
• het verschil weet tussen tussen de economische, technische
ten. Boorinstallaties en graaf- en baggermachines maken win-
en sociale winbaarheid van delfstoffen • de betekenis kent van de volgende begrippen: dagbouw, schachtbouw en NAM
ning van delfstoffen mogelijk op plaatsen die voor kort nog als ontoegankelijk werden beschouwd. Ze worden de technisch winbare voorraden genoemd. Maar die technieken moeten wel betaalbaar blijven. Delfstoffen moeten dus economisch winbaar zijn. Vrijwel over-
Opdracht 1
al zijn de meest uiteenlopende stoffen te vinden. Een handvol
Noteer met behulp van de kaart 40B uit de Grote Bosatlas in tabel 1
zand kan bijvoorbeeld al tientallen metaalsoorten bevatten.
de vindplaatsen van de genoemde delfstoffen.
Het heeft echter geen zin om die metalen eruit te halen, omdat dat meer kost dan het opbrengt. In de oceanen bijvoorbeeld
Tabel 1 De vindplaatsen van delfstoffen Delfstof
beschrijving van de vindplaats
zijn vele kubieke kilometers goud opgelost. De methode om dit goud te winnen is echter veel duurder dan andere methoden
Aardolie
om aan goud te komen.
Aardgas
De sociale winbaarheid van delfstoffen speelt tegenwoordig
Kalksteen
een belangrijke rol. Winning van delfstoffen in kwetsbare
Steenzout
gebieden, zoals natuurgebieden, typerende landschappen of
Grind
dichtbevolkte steden levert veel protesten op.
Steenkool Klei
DE GEOKRANT 58
111122952X_Geokrant 58 05-09-2005 08:24 Pagina 7
DELFSTOFFEN IN NEDERLAND
Aardolie
LESBRIEF
Figuur 5
Opdracht 4 Lees tekst 3 en bekijk de figuren 4 en 5. Noteer de gegevens over
benzine reformen
autobenzine
Tekst 3
Aardolie is ontstaan uit resten van dode planten en plankton op de zeebodem. De lagen waaruit aardolie is ontstaan zijn onge-
vliegtuigbrandstof petroleum
chemie
nafta kerosine
chemie
flessegas
aardolie in tabel 6.
veer 180 miljoen jaar oud. In vele miljoenen jaren kwamen er grote hoeveelheden zand, grind en klei over deze laag dode organismen te liggen. Door de druk van deze aardlagen steeg
dieselbrandstof
de temperatuur en vormden in de loop van miljoenen jaren uit
gasolie
de organische resten aardolie en aardgas. De vorming van aardolie is ongeveer 100 miljoen jaar geleden begonnen.
chemie
kraken
smeerolie
Figuur 4 zware destillaten
smeeroliefabriek kaarsen chemie cosmetica was
brandstof voor schepen en fabrieken verwarming stookolie wegen
dakbedekking
dijkbekleding
residu asfaltbitumen In 1938 werden in Den Haag voor het eerst sporen van olie in de bodem gevonden. Tijdens de Tweede Wereldoorlog werd er een succesvolle boring gedaan bij
Aardolie bestaat uit een mengsel van zogeheten koolwaterstoffen. Dat zijn
Schoonebeek. Deze ontdekking had tot gevolg dat in 1947 door Shell en Exxon Mobil
verbindingen van koolstof en waterstof die in vele vormen voorkomen. In een
de Nederlandse Aardolie Maatschappij (NAM) werd opgericht.
raffinaderij wordt dit mengsel uit elkaar gehaald en gezuiverd. Daarbij ontstaat,
In Nederland bevindt de meeste olie zich in Zuidoost-Drenthe, met uitlopers naar
zoals op het schema is te zien, een groot aantal producten.
Noord-Overijssel. Dit veld heet het Schoonebeek-olieveld. Plaatsen als Schoonebeek en Coevorden zijn bekend geworden door de oliewinning en tot eind jaren negentig van de twintigste eeuw stonden in die omgeving honderden jaknikkers (zie foto). Tegenwoordig wordt in Nederland alleen nog olie gewonnen in de omgeving van Rotterdam en op de Noordzee.
DE GEOKRANT 58
7
111122952X_Geokrant 58 05-09-2005 08:24 Pagina 8
8
LESBRIEF
DELFSTOFFEN IN NEDERLAND
Tabel 6 Het ontstaan en nut van delfstoffen Ontstaan in…
Ontstaanswijze
Nut
Aardolie Aardgas
1
1
2
2
Kalksteen Steenzout Steenkool Grind, zand en klei
Opdracht 5 a b
Aardgas
Bereken met behulp van tabel 7 het procentuele aandeel van elk land en vul dat in de tabel in.
Opdracht 7
Maak met behulp van deze gegevens cirkeldiagram 8 af.
Aardgas kan op twee manieren ontstaan. Lees de teksten 3 en 21 door en noteer de ontstaanswijzen en de perioden waarin het gas ontstond in tabel 6.
Tabel 7 Aardolieproductie in de Noordzee (1997) Productie in miljoenen ton
% aandeel
Opdracht 8
Noorwegen
161,88
Bekijk staafdiagram 9.
Verenigd Koninkrijk
122,51
a
Wie zullen de kleinverbruikers zijn?
11,46
b
Hoe komt het dat de tuinders zo veel gas gebruiken?
c
Waarom gebruiken elektriciteitscentrales aardgas?
Denemarken Nederland
1,18
Totaal
297,03
100%
Opdracht 9 Noteer met behulp van staafdiagram 9 in tabel 6 de ontbrekende Cirkeldiagram 8 Aardolieproductie in de Noordzee in % (1997) 0%
gegevens over aardgas. Staafdiagram 9 Verkoop van aardgas door de Gasunie op de Nederlandse markt
75%
25% (miljard m3) 20
50%
Kleinverbruikers (KV) Tuinders Industrieën Grootverbruikers (GV) Elektriciteitscentrales Tuinders + KV Industrie + GV + Elektriciteitscentrales
15
10
Opdracht 6 De totale aardolieproductie in Nederland bedraagt ruim 2,5 miljoen m3 per jaar. Hiervan produceert de NAM (Nederlandse
5
Aardolie Maatschappij) een kwart. De olieproductie dekt daarmee slechts enkele procenten van de aardolieconsumptie in ons land. Gebruik kaart 188A uit de Grote Bosatlas. a
Wat zijn de drie grootste aardolieproducenten in de wereld?
b
Wat zijn de drie belangrijkste aanvoergebieden van de West-
0
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Europese (en dus ook onze) aardolie-import?
DE GEOKRANT 58
111122952X_Geokrant 58 05-09-2005 08:24 Pagina 9
DELFSTOFFEN IN NEDERLAND
LESBRIEF
9
Opdracht 10
Opdracht 13
De NAM slaat sinds enkele jaren gas tijdelijk ondergronds op. Dit
Bekijk kaart 12 en figuur 13.
gebeurt in voormalige lege gasvelden bij Norg en Grijpskerk.
Toen het Slochterenveld in 1963 in gebruik genomen werd, bevatte
Waarom doet de NAM dit?
het 2700 miljard m3. Na ruim 40 jaar bevatte het veld, ondanks alle gebruik, nog zo’n 1100 miljard m3. Dat is het gevolg van het kleine-
Opdracht 11
veldenbeleid. In 1974 heeft de regering bepaald dat de ruim hon-
Er wordt geschat dat er nog voor ongeveer 25 jaar aardgas is in
derd kleine velden in productie moesten worden gebracht om zo
Nederland. Op welke drie manieren zal de Gasunie ervoor zorgen
‘Groningen’ te sparen.
dat de reserves in ieder geval 25 jaar of nog langer meegaan?
a
Bekijk kaart 12. Geef een schatting hoeveel procent van ons gas uit Slochteren komt en hoeveel uit de kleine velden.
Opdracht 12
b
Lees tekst 10 en bekijk cirkeldiagram 11. a
Waarom wordt het gas van Slochteren gemengd met het gas uit de kleine velden?
De hoeveelheid gas die men verwacht te kunnen winnen, loopt nogal uiteen (70 tot 170 miljard m3). Geef daarvoor een verkla-
Kaart 12 De gasbel van Slochteren en de kleine velden
ring. b
Beargumenteer waarom je het wel of niet eens bent met de beslissing van de regering over het boren naar aardgas in de Waddenzee?
Tekst 10 Aardgaswinning: een bedreiging?
Onder de Waddenzee bevindt zich zo’n 70 tot 170 miljard m3 aardgas. Maar de Waddenzee is een uniek landschap. Daarom heeft men onderzocht of de winning van gas negatieve gevolgen zou kunnen hebben. Intussen is vast komen te staan dat de door gaswinning veroorzaakte bodemdaling teniet wordt gedaan door de grote aanvoer van zand van buiten het wad door de eb-en-vloed-bewegingen. Bovendien kan inmiddels geproduceerd worden vanaf locaties buiten de Waddenzee. In juni 2004 heeft het kabinet daarom besloten dat dit aardgas gewonnen mag worden. Groningse gasbel (Slochteren) kleine gasvelden Cirkeldiagram 11 Jaarlijkse productie van aardgas in Nederland door de NAM (totaal 50 miljard m3)
0
42 km
N
schaal 1: 4.200.000
Figuur 13 Eén soort aardgas naar de verbruikers
kleine velden op het land 24%
Sl oc ht er en
offshore 22%
Groningen grasveld 54%
DE GEOKRANT 58
111122952X_Geokrant 58 05-09-2005 08:24 Pagina 10
10
LESBRIEF
DELFSTOFFEN IN NEDERLAND
Kalksteen
Opdracht 15 Lees nogmaals tekst 2 en bekijk de figuren 16 en 17.
Opdracht 14
Bedenk drie redenen waarom de Stichting ENCI STOP de kalkwin-
Lees tekst 14 en bekijk figuur 15.
ning in de Sint Pietersberg in Maastricht wil stoppen.
Noteer de gegevens over kalksteen in tabel 6. Figuur 16 Afgraving Sint Pietersberg Tekst 14
Ongeveer 75 tot 65 miljoen jaar geleden lag het grootste deel van wat nu Nederland is op de bodem van een grote binnenzee. Het hoger gelegen Zuid-Limburg was tijdens deze periode een kustgebied. In de ondiepe zee leefden planten en dieren (waaronder schelpen). Als deze planten en dieren stierven, kwamen ze op de zeebodem terecht. Op deze manier is in miljoenen jaren een 100 meter dikke kalklaag ontstaan. Overal in Nederland komt dit kalksteen voor. In Zuid-Limburg komt het echter aan de oppervlakte, omdat dit stuk aardkorst langzaam is opgetild.
Figuur 17
Figuur 15 Het gangenstelsel in de Sint Pietersberg
Zout Opdracht 16 Bekijk figuur 18 en schrijf de juiste begrippen bij de nummers 1 tot en met 5. Figuur 18 Het ontstaan van zout 1
3 4 De Sint Pietersberg is vooral bekend om haar 150 kilometer lange gangenstelsel.
5 2
Dit stelsel is ontstaan door de winning van mergelblokken die werden gebruikt voor de bouw van kerken, kastelen en boerderijen. Op dit moment wordt in dagbouw door de ENCI losse kalk (mergel) gewonnen voor de productie van o.a. cement.
In de periode tussen Perm en Jura lag Nederland ter hoogte van de huidige Sahara. Op Nederland lag een bekken (komvormig gebied) met zeewater dat in verbintenis stond met de zee. De bodem daalde en tegelijkertijd werd er steeds opnieuw zeewater aangevoerd. In het bekken ontstonden 500 tot 1000 meter dikke zoutlagen.
Opdracht 17 Bekijk nogmaals figuur 18. Zoek met behulp van kaart 174E uit de Grote Bosatlas hoe lang het geleden is dat zout is ontstaan. Schrijf deze gegevens in tabel 6.
DE GEOKRANT 58
111122952X_Geokrant 58 05-09-2005 08:24 Pagina 11
DELFSTOFFEN IN NEDERLAND
Opdracht 18
LESBRIEF
11
Steenkool
a
Bekijk figuur 19 en beschrijf hoe zout wordt gewonnen.
b
Wat moet er na winning nog gebeuren voordat het zout als
Opdracht 20
keukenzout in de winkel ligt?
Beantwoord deze vraag met behulp van tekst 21 en figuur 22.
Figuur 19 Zoutwinning
a
Vul tabel 6 in met behulp van deze gegevens.
b
Welk soort steenkool zal het diepst in de bodem worden gevonden?
c
eigen productie
zout water
zoet pomp water
Noteer de steenkoollagen van diep naar ondiep.
Tekst 21
De Nederlandse steenkool die in Limburg in de grond zit, is ontstaan in een periode die we het Carboon noemen (360-286 losse bovengrond
miljoen jaar geleden). Nederland lag toen ter hoogte van de evenaar en in ons land heerste er een tropisch klimaat. In dit warme en vochtige klimaat konden moerasplanten zoals varens en paardenstaarten goed groeien. Als de planten stierven, vielen ze in het ondiepe water. Door de druk van steeds
harde steenlagen
meer plantenresten op elkaar veranderde dit langzaam maar zeker in kolen. Afhankelijk van de druk, de temperatuur en de tijd ontstaan er (verschillende soorten) kolen en aardgas. Het gas steeg op en kwam terecht in de poriën van het hoger gele-
400 meter
steenzout
gen zandsteen. Een ondoordringbare (zout-)laag zorgde ervoor
zoet water
dat het gas niet kon ontsnappen.
zout water Figuur 22
450 meter
Opdracht 19 Bestudeer tabel 20 en beantwoord daarna de vragen. a
Welk strooimiddel werkt het beste?
b
Verklaar hoe het komt dat er bij gladheid met zout gestrooid wordt.
Tabel 20 Strooimiddel
Gesmolten hoeveelheid ijs (in cm 3)
Prijs per ton
Niets
6
–
CMA
30
€ 820
Ureum
22
€ 220
Zout
26
€ 34
Bron: AKZO
1 veen
4 bruinkool
7 vetkool
2 kalksteen
5 steenzout
8 magere kool
3 zandsteen
6 zandsteen met aardgas
9 antraciet
Er bestaan verschillende strooimiddelen tegen gladheid. Zout is er één van. Andere geschikte stoffen zijn CMA en ureum. In de tabel staat een vergelijking van de strooimiddelen. Er zijn steeds 15 gram strooimiddel en 100 minuten is er gekeken hoeveel ijs er gesmolten is.
DE GEOKRANT 58
cm3
ijs genomen en na tien
De oorspronkelijke dikke veenlagen zijn tijdens het inkolingsproces steeds dunner geworden; de dikte van de tegenwoordige steenkoollagen is nog maar 5 à 10 % van de dikte van het oorspronkelijke veenpakket.
111122952X_Geokrant 58 05-09-2005 08:24 Pagina 12
12
LESBRIEF
DELFSTOFFEN IN NEDERLAND
Opdracht 21
Opdracht 23
Bekijk de foto van figuur 23 en lees het bijschrift.
Ongeveer de helft van de oppervlakte van Nederland bestaat uit
a
Wat is het verschil tussen dagbouw en schachtbouw?
zand.
b
De steenkoolwinning is sinds 1975 gestopt in Nederland. Leg uit
a
waarom men hiermee gestopt is en gebruik daarbij de begrippen uit tekst 2.
Gebruik kaart 40 uit de Grote Bosatlas. In welke provincies ligt zand aan de oppervlakte?
b
Ondanks deze overvloedige aanwezigheid van zand, dreigt de productie terug te lopen. Men is er zelfs al toe overgegaan om
Figuur 23
zand uit de Noordzee te winnen. Dit zand moet met relatief dure installaties worden ontzilt.Waarom wordt er niet meer zand op het vasteland gewonnen?
Opdracht 24 Lees tekst 25. a
Geef een verklaring voor de naam zilverzand.
b
Bekijk de foto van figuur 26. De glasblazer maakt van zand een glazen voorwerp. Maar op de foto zie je geen zand. Beschrijf met behulp van de foto hoe glas wordt geproduceerd.
Tekst 25
Zilverzand is een zuivere zandsoort waarin weinig vervuiling of mineralen voorkomen. De glasindustrie gebruikt het, evenals producenten van televisieschermen en de fijnkeramische en chemische industrie. Zo vinden we zilverzand onder andere Landen als de Verenigde Staten en Polen hebben een groot deel van hun steenkool-
terug in wasmiddelen, tandpasta en schuurmiddel. Ons jaar-
voorraden in dikke lagen vrij dicht onder het aardoppervlak liggen. Daardoor is
lijks verbruik bedraagt anderhalf miljoen m3. Maar ook zand-
winning in dagbouw mogelijk. De prijs van de steenkool is daardoor zeer laag in
soorten die meer mineralen en vervuiling bevatten, worden
verhouding tot de prijs van de steenkool in landen met diepliggenden, verbrokkelde
voor de glasindustrie gebruikt.
steenkoollagen, zoals in Nederland. Daar is alleen arbeidsintensieve schachtbouw mogelijk.
Figuur 26
Grind en zand Tabel 24 Zand
Kleiner dan 2 á 4 mm
Grind
Boven 2 á 4 mm en tot 30 mm
Grove grind
Van 30 mm tot 100 mm
Opdracht 22 Grind en zand zijn eigenlijk afbraakmaterialen van diverse middelen hooggebergten die om Nederland liggen zoals de Alpen, Ardennen,Vogezen en het Zwarte Woud. a
Zoek met behulp van kaart 40C uit de Grote Bosatlas op via welke rivieren dit materiaal naar Nederland is gekomen.
b
Noteer in tabel 6 wanneer het zand en grind naar Nederland zijn gekomen.
Een glasblazer aan het werk.
DE GEOKRANT 58
111122952X_Geokrant 58 05-09-2005 08:24 Pagina 13
DELFSTOFFEN IN NEDERLAND
Opdracht 25
LESBRIEF
13
Tekst 28
Lees tekst 27.
De Grensmaas is het deel van de Maas vanaf Maastricht tot
a
Verklaar met behulp van kaart 40D de ligging van het grind in
Roosteren (ca. 45 kilometer) dat geen stuwen bevat en onbevaar-
de Noordzee.
baar is. Het vormt de grens tussen België en Nederland. De
Wat zijn de argumenten om geen grind te winnen in de
basisprincipes van het Grensmaasproject zijn eenvoudig: verbre-
Klaverbank?
ding van de rivier, verlaging van de uiterwaarden en het opslaan
b
van onverkoopbare grond in diepere putten waaruit op een eer-
Opdracht 26
der moment grind is gewonnen. Het Grensmaasproject leidt tot
Lees tekst 28.
een betere beveiliging tegen hoogwater. Daarnaast wordt met
In het Grensmaasproject worden voordelen gecombineerd met
het project grootschalige natuurontwikkeling gecombineerd met
nadelen voor het landschap en de natuur. Schrijf twee voor- en
grindwinning. Meer ruimte voor de enige Nederlandse grind-
nadelen op.
rivier zal leiden tot een voor Nederland uniek landschap.
Tekst 27
In de Noordzee komen uitgestrekte grindvelden voor, met
Opdracht 27
name onder de Engelse kust, maar ook incidenteel en sterk
Noteer met behulp van kaart 40A uit de Grote Bosatlas de ontbre-
verspreid in het overige deel. Vooral de grindpakketten voor de
kende gegevens over zand, grind en klei in tabel 6.
Engelse kust (0,5 tot 1 meter dik) zijn voor de grindwinning interessant. In het Nederlandse deel van de Noordzee ligt in een ondiepe grindzone 200 km ten noordwesten van Den Helder: de Klaverbank. Aan de winning van grind zijn meer milieuproblemen verbonden dan aan zandwinning. Deze problemen hebben vooral te maken met de visstand. Bepaalde grindplekken zijn bijvoorbeeld belangrijke paaiplaatsen voor de haring. Opwervelende slibdeeltjes die ontstaan tijdens de winning verstoppen de kieuwen van vissen. De Klaverbank vertoont door zijn harde ondergrond, een voor de Noordzee uniek ecosysteem met een hoge biodiversiteit. Koudwaterkoralen, bijzondere zee-anemonen en zeekatten (inktvissen) zijn hier te vinden. In 2001 was het ministerie van Verkeer en Waterstaat van plan deze grindbank af te graven. Aangezien dat veel schade zou aanrichten aan het ecosysteem en de winbare hoeveelheid slechts kan voorzien in de grindbehoefte voor 1 jaar, heeft de regering besloten (voorlopig) af te zien van grindwinning in de Noordzee. Bron: Ecomare
DE GEOKRANT 58
